液压压裂的流量测量和页岩气的生产

图1.虚弱(压裂)过程的插图。
(图片由EPA.GOV提供)
“常规”气体储层由砂和碳酸盐(例如石灰石)产生。在传统的储存器中,气体处于相互连接的孔隙空间,就像厨房海绵一样,可以更容易地进入井。在“非常规”的气体储层中,如页岩,储存器必须机械地“刺激”以产生额外的渗透性并使气体释放收集。渗透率是指这种情况下多孔,沉积物,土壤或岩石的能力 - 传递流体。非常规储层包括紧的气体(低孔隙砂岩和碳酸盐储层)和煤层甲烷(由煤层生产的CBM - 天然气)。

对于页岩气,储层的液压压裂(称为“虚弱”或“压裂”)是优选的刺激方法(图1)。这通常涉及将加压流体注入刺激或裂开页岩形成并释放天然气。用流体(通常是水)泵送的沙子有助于保持裂缝打开。使用的流体的类型,组合物和体积主要取决于地质结构,形成压力和井的特定地质形成和靶标。如果使用水作为加压流体,则可以通过井(称为流回)返回到表面的20%。这种水可以进行处理和重复使用 - 实际上,用于随后的液压骨折处理的流量回复流体可以显着降低通过液压压裂产生的废水的体积。

在页岩革命开始之前,在常规石灰石和砂岩储层中使用了液压压裂过程。但直到20世纪70年代,直到20世纪70年代,就是将该技术应用于天籁的重大尝试,由DOE研究和示范项目与行业的成本共享开创,在此类企业中作为东部天然气Shales项目(1976-92)。

通常用于从页岩生产天然气的另一个主要技术是横向钻孔。页岩井的浅段垂直钻(很像传统的传统气体井)。就在目标深度之上 - 存在页岩气体形成的地方 - 井偏离并变得水平。在此位置,水平孔可以朝向最大化页岩中相交的自然骨折数量的方向定向。一旦液压压裂操作发生,这些裂缝可以为位于页岩中锁定的气体提供额外的途径。

精确的流量测量在压裂应用中非常重要并要求对监督机构的可靠数据报告。用于测量压裂应用中流动的优选技术是磁流量计(磁磁带),主要用于其非阻塞流动路径,准确性和合理的成本。在压裂应用中使用磁悬浮仪的警告有关,需要选择专用流量计部件。压裂沙子是非常腐蚀性的,与压裂水混合的化学物质可以是腐蚀的。在压裂应用中使用的任何流量计必须坚固足以承受这些恶劣的条件。

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资料来源:页岩气如何产生?https://www.energy.gov/fe/shale-gas-101

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